[实用新型]中频矩形波交流同步发电机

说明书

本实用新型涉及一种中频交流发电装置，特别是一种中频交流同步发电机。

人所共知，现有的交流电源按频率分为工频、中频及高频交流电源，按波形分为正弦波交流电源和矩形波交流电源。一般工农业生产和人们日常生活是用工频正弦波交流电，而各种不同频率的矩形波交流电源在自动控制、电器仪表、汽车电器及焊接等领域有着广泛的应用。

目前获得矩形波交流电的方法主要是采用电子静止变频，即将工频正弦波交流电经变压器降压后，由电子元件改变波形和频率而得到。这种电子变频矩形波交流电源装置结构复杂、耗费的元件、材料较多，制造成本高，维修困难，可靠性不甚稳定难以适应恶劣的工作环境。在无电源的情况下必须配发电机才能使用，机动性较差。另外，矩形波的谐波会反映到变压器的一次侧上，干扰电网，使电网供电质量受到影响，造成电灯、荧光灯闪烁频繁，对无线电通讯产生较大的干扰。而直接能发出矩形波交流电的发电机目前还没有。从而，影响了矩形波交流电在生产领域内的广泛应用。

因此，开发中频矩形波交流发电装置，是克服电子变频矩形波交流电源装置不足之处的有效方法，是中频矩形波交流电在焊接等生产领域内推广应用的重要途径。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、紧凑，便于维护、成本低、体积小，对电网及无线电通讯无干扰、电磁损耗小、可以得到各种不同功率的矩形波交流发电装置--中频矩形波交流同步发电机。

为达上述目的，本实用新型之中频矩形波交流同步发电机由发电机定子、发电机转子、励磁机定子、励磁机转子、旋转整流器、机座、端盖、转轴、轴承、轴承盖、励磁调节装置及输出电流电压调节装置构成，其特征在于：发电机的定子、转子每极每相槽数q=1，并且发电机的定子绕组、转子绕组和励磁机转子绕组均采用三套三相对称绕组。

本实用新型中频矩形波交流同步发电机工作原理如下：发电机由原动机驱动，当励磁机定子励磁时励磁机转子产生三相交流电，经旋转整流器整流后流入发电机转子。于是发电机转子形成旋转磁场，旋转磁场与转子转速合成在气隙中产生旋转磁场，即在定子绕组产生感应电势，这个过程与普通发电机相同。

设：原动机转速为n

    发电机极对数为p

    发电机的频率为f

则：f=pn/60(Hz)

而发电机定子绕组的感应电势波形取决于：定、转子每极每相槽数q。当q=1(普通发电机可为分数或q≠1的整数)、并且发电机的定子绕组、转子绕组、励磁机转子绕组均采用三套三相对称绕组时(普通发电机只有一套)，即可获得矩形波电压。

再在发电机的励磁磁极增设去磁绕组，即可作出能发出具有陡降特性的中频矩形波的中频矩形波交流同步发电机。

由于采用上述结构，本实用新型具有以下优点：

1、能直接发出各种不同频率和功率的矩形波交流电，以代替电子变频矩形波交流电源装置。

2、装置结构简单、紧凑、体积小、便于维护。

3、对电网和无线电通讯无干扰，电磁损耗小。

4、应用广泛，主要用作电弧焊接电源，也是替代爪极式交流发电机用作汽车发电机的理想装置。在风力发电机方面亦具有极大的应用前景。

以下，结合附图和实施例对本实用新型之中频矩形波交流同步发电机的结构特征作进一步说明。

图1：中频矩形波交流同步发电机结构示意图；

图2：当q=1时发电机定、转子、励磁机转子绕组对应展开图；

图2-1发电机定子    图2-2发电机转子    图2-3励磁机转子

图3：中频矩形波交流同步发电机电路图。

图中：A-发电机定子线路    B-发电机转子线路

      C-旋转整流器线路    D-励磁机转子线路

E-励磁机定子线路    F-输出电压电流调节装置

实施例一

一种规格为7.5(KW)的中频矩形波交流同步发电机，由发电机定子1、发电机转子2、机座3、励磁机定子4、旋转整流器5、励磁机转子6、转轴7、端盖8、轴承9、轴承盖10、风扇11、励磁调节装置12、输出电压电流调节装置13等部件组成(参见图1)，其发电机定子、转子、励磁机转子绕组的主要数据如下表：